600V碳化硅结势垒肖特基二极管电学应力下的退化机理及模型研究综述报告.docx

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碳化硅结势垒肖特基二极管是一种常用的高压、高频功率器件，具有低开启电压、快速开关速度和高工作温度等优点。然而，长期处于高电压和高温环境下，碳化硅肖特基二极管会出现退化现象，影响其性能和可靠性。因此，研究碳化硅结势垒肖特基二极管的退化机理和建立相应的模型具有重要意义。
首先，碳化硅肖特基二极管在高电压下会出现电场增强效应。当电场强度超过一定阈值时，会发生载流子的冲击离子化和漂移效应，导致电流密度非线性增加。这会导致峰值电流密度和漂移速度的增加，引起电荷注入和反漂移电流的增加，进而增加杂质离子化的概率，对晶体结构和材料性能产生负面影响。此外，高温环境下还可能引起材料的热陷阱形成和增多，使得退化加速。
其次，碳化硅肖特基二极管的退化与界面和接触系统相关。界面处的载流子扩散和反射会影响肖特基接触的有效面积和表面电荷密度，进而影响电流传输和电场分布。界面的结构缺陷、宽度变化和杂质分布等也会导致电流非均匀分布和局部电场增强。此外，界面和接触系统也会受到高温和电场的作用而发生腐蚀、扩散和剥离现象，降低接触的稳定性和传输特性。
针对碳化硅肖特基二极管退化机理的研究，许多模型被提出。其中包括热陷阱模型、能带弯曲模型、载流子漂移模型等。热陷阱模型将热陷阱引入禁带中，用于描述载流子在高温下的能级捕捉和释放过程，从而模拟退化过程。能带弯曲模型通过引入多能级能带效应来描述材料电子结构的变化，并考虑载流子反射和漂移效应。载流子漂移模型是根据电场增强效应来描述退化过程，考虑的因素包括载流子注入、反漂移和注入杂质离子等。
总之，碳化硅结势垒肖特基二极管在高电压和高温环境下容易发生退化现象，影响器件的性能和可靠性。其退化机理包括电场增强效应和界面、接触系统的变化。为了研究和预测碳化硅肖特基二极管的退化行为，需要建立相应的模型并引入合适的参数来描述退化过程。这对于提高碳化硅肖特基二极管的可靠性和性能具有重要意义。然而，目前对于该领域的研究还比较有限，需要进一步深入探究。